基于優(yōu)慕課平臺(tái)的醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐*

趙石磊，計(jì)晶晶，周 澐，馬興星，陳 霞，陸改玲

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014040)

開設(shè)面向醫(yī)學(xué)類學(xué)生的物理學(xué)課程，能夠培養(yǎng)學(xué)生對(duì)常見物理學(xué)知識(shí)和常用物理學(xué)研究方法的興趣與運(yùn)用能力，使其具備高級(jí)醫(yī)療衛(wèi)生人才所應(yīng)具有的理性思考模式；有助于發(fā)散學(xué)生思維，使其在后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)過程中具有更靈活的思路和更縝密的邏輯思維能力。作為一門公共基礎(chǔ)課，醫(yī)用物理學(xué)屬于普通物理學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的一門交叉學(xué)科，該課程面向所有不同醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生開設(shè)[1]。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，學(xué)科交叉程度和技術(shù)集成程度也日益增加，在醫(yī)學(xué)類院校中各學(xué)科之間的聯(lián)系也逐漸加深。以物理科學(xué)為基礎(chǔ)的醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，逐漸成為制約醫(yī)療水平發(fā)展的重要因素。要想成為一名合格的醫(yī)療工作者，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有所建樹，物理理論與物理實(shí)驗(yàn)技能已經(jīng)成為必須掌握的基本技能。醫(yī)用物理學(xué)課程為此提供必要的理論支撐和技術(shù)支持。然而，目前相當(dāng)一部分醫(yī)學(xué)類院校并不重視醫(yī)用物理學(xué)的教學(xué)，進(jìn)而導(dǎo)致物理學(xué)教學(xué)效果日漸減弱[2]。究其原因，有以下兩個(gè)方面：第一，學(xué)校將更多的學(xué)時(shí)分配到專業(yè)課程，醫(yī)用物理學(xué)課程學(xué)時(shí)被大幅削減。受學(xué)時(shí)所限，教師難以充分展現(xiàn)物理學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的精髓。教師為完成教學(xué)進(jìn)度，將一些重要理論一帶而過，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，學(xué)生收效甚微。第二，面對(duì)相對(duì)較重的專業(yè)課壓力，學(xué)生通常會(huì)將更多的時(shí)間和精力投入到學(xué)分更多、受重視程度更大的專業(yè)課中。有的學(xué)生甚至認(rèn)為，只要在期末突擊復(fù)習(xí)一下就能通過考試，近而放松對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)，甚至出現(xiàn)課堂上不專心聽講、逃課等行為[3]。

如何利用有限的學(xué)時(shí)將深?yuàn)W難懂的物理理論講得深入淺出，讓學(xué)生掌握有效解決實(shí)際問題的物理知識(shí)，使醫(yī)學(xué)生對(duì)物理課程產(chǎn)生濃厚的興趣并領(lǐng)悟物理理論中所蘊(yùn)涵的醫(yī)學(xué)內(nèi)涵，以全新的模式與視角思考疾病的產(chǎn)生、預(yù)防及治療，一直是醫(yī)學(xué)類院校物理教學(xué)所面臨的問題與挑戰(zhàn)，是對(duì)物理教師的極大考驗(yàn)，同時(shí)也是醫(yī)學(xué)類院校物理教師的使命[4]。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息科技的空前發(fā)展，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的大規(guī)模在線開放課程模式的慕課應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)外各類院校均積極參與慕課建設(shè)，幕課打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方法以及師生關(guān)系，給當(dāng)今高等教育格局帶來了巨大影響，我國(guó)已成為全球在線開放課程最多的國(guó)家[5]。基于優(yōu)慕課平臺(tái)的《醫(yī)用物理學(xué)》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，從教學(xué)理念、教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方法等方面，構(gòu)建全新的教學(xué)體系，為《醫(yī)用物理學(xué)》的教與學(xué)提供全新視角，使課堂教學(xué)和課外自主學(xué)習(xí)相得益彰，從根本上提高教學(xué)質(zhì)量。

鑒于目前傳統(tǒng)醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)過程中存在的問題以及慕課模式的誕生，我們采用“優(yōu)慕課”平臺(tái)對(duì)課程進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)改革。教師可以方便快捷地獲取有效教學(xué)資源，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布信息、布置作業(yè)、批改作業(yè)、管理題庫(kù)、進(jìn)行師生交流互動(dòng)。學(xué)生通過教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)作業(yè)提交、課程測(cè)試、自主學(xué)習(xí)、在線提問、在線預(yù)習(xí)、學(xué)生之間和師生之間的交流等。這一改革使教與學(xué)互相促進(jìn)，達(dá)到良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)最大范圍的資源共享。

1 對(duì)象與方法

1.1對(duì)象 選取2017級(jí)和2018級(jí)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)本科專業(yè)學(xué)生作為研究對(duì)象。2017級(jí)醫(yī)學(xué)影像本科專業(yè)32名學(xué)生應(yīng)用傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行授課，2018級(jí)醫(yī)學(xué)影像本科35名學(xué)生采用改進(jìn)后的混合式教學(xué)模式進(jìn)行授課，分別從總評(píng)成績(jī)、學(xué)生評(píng)教結(jié)果兩個(gè)方面對(duì)兩個(gè)年級(jí)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行對(duì)比。

1.2教學(xué)資源建設(shè)與考核方法 首先搭建資源體系。醫(yī)用物理學(xué)的知識(shí)體系大致分為力、熱、聲、光、電、近現(xiàn)代物理學(xué)等幾個(gè)部分，詳略和側(cè)重點(diǎn)與理工科院校學(xué)習(xí)的普通物理學(xué)有較大差別。具體來說，力學(xué)以彈性力學(xué)為主，重點(diǎn)研究骨骼和生物材料的應(yīng)力應(yīng)變特性；流體力學(xué)則重點(diǎn)考察血液的流動(dòng)過程及規(guī)律；熱學(xué)以生命過程中的熱力學(xué)過程為主要研究對(duì)象；聲學(xué)更重視多普勒現(xiàn)象等與超聲檢查密切相關(guān)的影像學(xué)；眼科學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)知識(shí)以及光的波動(dòng)性對(duì)顯微成像的影響則是光學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容；細(xì)胞的生理電活動(dòng)則蘊(yùn)含電學(xué)的相關(guān)知識(shí)；近現(xiàn)代物理學(xué)為先進(jìn)醫(yī)學(xué)診療儀器提供理論支持，如激光、X射線、核磁共振等。這些與醫(yī)學(xué)密切相關(guān)的物理學(xué)知識(shí)通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)和完善，最終建成體系完善、內(nèi)容豐富的醫(yī)用物理學(xué)優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)[6]。

1.2.1課程資源建設(shè) 單元學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)是平臺(tái)建設(shè)的核心，主要包括課程資源建設(shè)、教學(xué)活動(dòng)安排和教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。對(duì)于課程資源建設(shè)，需要對(duì)各個(gè)學(xué)習(xí)單元建立目錄，將課程資源分類上傳到每個(gè)目錄文件夾中，以便單元建設(shè)引用。課程資源建設(shè)的學(xué)習(xí)資源類型包括：PPT/PDF格式的電子課件，Word/TXT格式的電子教案。教學(xué)視頻以短視頻為主。授課教師針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容精講并錄制10 min微視頻，學(xué)生可以有針對(duì)性的對(duì)難度較大的知識(shí)點(diǎn)反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。選擇優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)開放課程，通過URL鏈接添加到教學(xué)平臺(tái)，拓展學(xué)生思維，使學(xué)有余力的同學(xué)能夠獲得更多、更新的知識(shí)。構(gòu)建試題庫(kù)/試卷庫(kù)。題庫(kù)來源于教師自編練習(xí)題，包括單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題。豐富的試題庫(kù)資源能夠更好的檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。平臺(tái)能夠即時(shí)提供測(cè)試結(jié)果與答案解析，學(xué)生可以通過PC端或手機(jī)APP快速自測(cè)學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而有針對(duì)性的查漏補(bǔ)缺。

1.2.2教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì) 優(yōu)慕課平臺(tái)可根據(jù)不同的學(xué)習(xí)單元設(shè)計(jì)多樣的教學(xué)活動(dòng)。根據(jù)各單元特點(diǎn)，按照課前準(zhǔn)備階段、課堂教學(xué)階段和課后提升階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。(1)課程通知：教師在課前發(fā)布通知，提醒學(xué)生預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)內(nèi)容，完成課前任務(wù)。(2)隨堂教學(xué)：學(xué)生通過手機(jī)APP客戶端完成，①簽到：學(xué)生掃描二維碼，二維碼通過教師操作隨機(jī)生成并可以隨時(shí)更換；②創(chuàng)建課堂討論話題：教師將授課時(shí)需要討論的問題通過手機(jī)APP即時(shí)推送到學(xué)生端，學(xué)生可在APP上進(jìn)行討論，方便快捷；③隨堂測(cè)試：教師在某個(gè)知識(shí)點(diǎn)講授完畢后，即時(shí)引用試題庫(kù)中對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的試題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)隨講隨測(cè)。(3)播客單元：在這一模塊中可以同時(shí)創(chuàng)建討論區(qū)，讓學(xué)生在觀看教學(xué)視頻的同時(shí)，提出相關(guān)討論話題，發(fā)表看法；還可以針對(duì)視頻內(nèi)容編輯測(cè)試題目，幫助學(xué)生自測(cè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。(4)課后鞏固：布置作業(yè)，針對(duì)每一個(gè)學(xué)習(xí)單元，上傳練習(xí)題，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，學(xué)生可以復(fù)習(xí)和自測(cè)，并且可以在第一次測(cè)試之后查看答案解析。(5)答疑討論：教師在課程中創(chuàng)建答疑討論區(qū)，為學(xué)生提供暢所欲言的平臺(tái)，促進(jìn)深入學(xué)習(xí)和思考，加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的溝通與交流。(6)問卷調(diào)查：為更好的提高教學(xué)質(zhì)量，平臺(tái)還提供問卷調(diào)查功能。通過設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，征求學(xué)生對(duì)課程的意見和建議，不斷調(diào)整與改進(jìn)。

2 結(jié)果

基于優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的醫(yī)用物理學(xué)課程混合式教學(xué)模式改革，既有利于發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)操技能的綜合掌握。引導(dǎo)學(xué)生自主探索知識(shí)主動(dòng)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還能夠?yàn)閹熒鷦?chuàng)建良好的教學(xué)情境化的問題空間。

醫(yī)用物理學(xué)課程原有的評(píng)價(jià)方式為平時(shí)成績(jī)10 %﹑實(shí)驗(yàn)20 %﹑考試70 %。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中重結(jié)果、輕過程，很難對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行完整評(píng)價(jià)。因此，需要建立更加科學(xué)、更加合理的考核評(píng)價(jià)體系，采用線上線下評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。線上學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)可參考在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、作業(yè)提交質(zhì)量、在線測(cè)試成績(jī)、在線討論活躍度等指標(biāo)對(duì)學(xué)生的參與度、學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。線下評(píng)價(jià)可考察學(xué)生的課堂表現(xiàn)、參與程度、實(shí)驗(yàn)情況、期末考試成績(jī)等進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用多元評(píng)價(jià)體系可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時(shí)，教師也可對(duì)教學(xué)模式設(shè)計(jì)的實(shí)施效果進(jìn)行反饋，驗(yàn)證教學(xué)改革的效果，作為后期進(jìn)一步改進(jìn)的依據(jù)。具體課程評(píng)價(jià)方式如表1所示。

表1 《醫(yī)用物理學(xué)》課程評(píng)價(jià)方式

經(jīng)過教研室全體教師的共同努力，在優(yōu)慕課平臺(tái)基礎(chǔ)上自主創(chuàng)建的系列網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，獲得學(xué)生的一致好評(píng)。通過學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，精心制作適合臨床醫(yī)學(xué)、影像醫(yī)學(xué)、麻醉醫(yī)學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)和精神醫(yī)學(xué)等專業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)慕課，理論授課42學(xué)時(shí)；適合藥學(xué)專業(yè)的物理學(xué)慕課，理論授課64學(xué)時(shí)；適合醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)術(shù)專業(yè)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)的醫(yī)用物理學(xué)慕課，理論授課36學(xué)時(shí)，結(jié)果顯示所有課程的教學(xué)質(zhì)量都有提高。

以2017級(jí)和2018級(jí)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)本科專業(yè)學(xué)生作為研究對(duì)象，結(jié)果可見2018級(jí)學(xué)生的總評(píng)成績(jī)高于2017級(jí)，學(xué)習(xí)效果較好。兩屆學(xué)生的期末總評(píng)成績(jī)進(jìn)行比對(duì)，2018級(jí)學(xué)生的優(yōu)秀率增加，如圖1所示。

圖1 采用UMOOC后兩個(gè)年級(jí)成績(jī)對(duì)比圖

根據(jù)2017級(jí)與2018級(jí)學(xué)生期末總評(píng)成績(jī)進(jìn)行有關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算分析，如表2所示。

表2 2017級(jí)與2018級(jí)《醫(yī)用物理學(xué)》期末總評(píng)成績(jī)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析數(shù)據(jù)

由表2可知，2018級(jí)比2017級(jí)及格率高12.5 %，平均成績(jī)高8分，兩個(gè)年級(jí)學(xué)生成績(jī)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.887，P=0.003)?；趦?yōu)慕課平臺(tái)的線上線下混合式教育教學(xué)改革，不僅使學(xué)生取得更好的成績(jī)，而且能夠?qū)W(xué)習(xí)模式由被動(dòng)式轉(zhuǎn)換為主動(dòng)式，進(jìn)而提高學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維。

通過兩學(xué)年的評(píng)教結(jié)果可以看出，采用新的教學(xué)模式后，學(xué)生對(duì)課程及教師的滿意度逐步提高，如表3所示。

表3 《醫(yī)用物理學(xué)》課程滿意度調(diào)查

3 討論

我校醫(yī)用物理學(xué)課程采用混合式教學(xué)模式，能有效將傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，既可以體現(xiàn)教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，又可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。線上線下混合式教學(xué)模式，不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠有效提高學(xué)生對(duì)物理理論知識(shí)和物理實(shí)驗(yàn)技能的掌握。兩年的教學(xué)實(shí)踐表明，基于優(yōu)慕課的線上線下混合式課程授課模式適用于醫(yī)用物理學(xué)課程。這一授課模式能夠有效發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，使物理學(xué)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合更加緊密，教學(xué)實(shí)效性增強(qiáng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性都得到提高。線上線下混合式授課模式為醫(yī)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造思維的培養(yǎng)提供新的有效方案。